開關磁阻電動機調速控制技術（第2版）圖書目錄

《電氣自動化新技術叢書》序言

第6屆《電氣自動化新技術叢書》編輯委員會的話

第2版前言

第1版前言

第1章導論1

1.1電氣傳動技術的發(fā)展1

1.2SR電動機的基本結構、原理與特點4

1.3SRD的基本結構、原理與特點8

1.3.1SRD的基本構成與工作原理8

1.3.2SRD與步進電動機驅動系統(tǒng)的比較9

1.3.3SRD與異步電動機變頻調速系統(tǒng)的比較9

1.3.4SRD與BLDCM調速系統(tǒng)的比較12

1.4SRD發(fā)展現狀與發(fā)展方向13

1.4.1SRD發(fā)展簡史13

1.4.2SR電動機設計與分析的發(fā)展15

1.4.3功率變換器設計與分析的發(fā)展19

1.4.4SR電動機控制技術的發(fā)展21

1.4.5SRD研究的發(fā)展方向29

1.5SRD的工業(yè)應用31

附錄樣機參數33

第2章SR電動機建模與調速理論35

2.1概述35

2.2SR電動機的基本方程式36

2.2.1電路方程36

2.2.2機械方程37

2.2.3機電聯系方程37

2.3SR電動機線性模型及相電流線性分析39

2.3.1SR電動機線性模型 39

2.3.2與SR電動機線性模型對應的相繞組磁鏈波形41

2.3.3基于SR電動機線性模型的相電流解析分析42

2.4SR電動機的準線性模型及轉矩的準線性分析48

2.4.1SR電動機的準線性模型 48

2.4.2基于準線性模型的瞬時轉矩解析計算50

2.4.3基于準線性模型的平均轉矩計算51

2.5SR電動機調速控制的基本方法55

2.6SR電動機非線性模型58

2.6.1基于特殊位置磁化曲線的磁鏈分區(qū)解析擬合58

2.6.2基于指數函數的非線性磁鏈解析模型63

2.6.3基于非線性模型的電磁轉矩計算65

2.7SR電動機起動及基本調速控制方式分析66

2.7.1SR電動機起動運行分析66

2.7.2SR電動機電流斬波控制方式運行分析68

2.7.3SR電動機角度位置控制方式運行分析70

2.7.4基于非線性模型的SR電動機穩(wěn)態(tài)運行仿真72

2.8SRD整體非線性動態(tài)仿真建模74

2.8.1基于MATLAB的三相（6/4極）SRD非線性動態(tài)仿真建模74

2.8.2基于MATLAB的四相（8/6極）SRD非線性動態(tài)仿真建模81

2.9SR電動機制動運行分析87

第3章SR電動機功率變換器設計基礎91

3.1概述91

3.2功率變換器拓撲91

3.2.1不對稱半橋電路92

3.2.2每相只有一個主開關器件的功率變換器93

3.2.3對不對稱半橋進行改進的少開關器件功率變換器97

3.3主開關器件99

3.4功率變換器的伏安容量101

3.4.1SR電動機功率變換器伏安容量的計算101

3.4.2能量比率——SR電動機的廣義功率因數102

3.4.3飽和對要求的功率變換器伏安容量的影響106

3.5主開關器件的電壓、電流額定值107

3.5.1以電流定額最小為目標的系統(tǒng)優(yōu)化設計110

3.5.2主開關器件電流定額的估算112

3.6功率變換器設計舉例113

3.6.12.2kW SR電動機功率變換器設計113

3.6.20.75kW SR電動機功率變換器設計118

3.6.37.5kW SR電動機功率變換器設計120

第4章反饋信號檢測127

4.1概述127

4.2轉子位置檢測127

4.2.1用光敏式轉子位置傳感器檢測轉子位置127

4.2.2無位置傳感器間接檢測轉子位置的方法131

4.3相電流檢測145

4.3.1電阻采樣光隔離式電流檢測法145

4.3.2電隔離霍爾元件電流檢測法146

4.4速度檢測148

4.4.1模擬測速法（F/V電路測速）149

4.4.2數字測速法149

第5章SR電動機控制系統(tǒng)設計基礎153

5.1概述153

5.2SRD小信號模型及調節(jié)器工程設計153

5.2.1SRD小信號模型及其傳遞函數153

5.2.2調節(jié)器設計160

5.3SRD優(yōu)化運行控制 161

5.3.1SR電動機各種運行方式的最佳組合161

5.3.2SRD參數最優(yōu)化控制165

5.4SRD模糊控制器設計173

5.4.1模糊控制決策表設計174

5.4.2量化因子及比例因子的調整177

5.5開關磁阻風力發(fā)電機單神經元自適應PID調節(jié)器設計179

第6章SR電動機脈寬調壓調速系統(tǒng)設計舉例188

6.1概述188

6.22.2kW SR電動機PWM調壓調速系統(tǒng)概述188

6.3位置邏輯控制電路設計189

6.4SG3524線性PWM集成電路及其應用190

6.4.1SG3524線性PWM集成電路190

6.4.2SG3524在SR電動機電壓PWM調壓調速系統(tǒng)中的應用192

6.5調節(jié)器設計192

6.5.1系統(tǒng)參數計算193

6.5.2速度調節(jié)器的設計及具體實現195

6.6系統(tǒng)性能分析197

6.6.1閉環(huán)機械特性197

6.6.2飽和超調分析197

6.6.3速度環(huán)動態(tài)特性198

第7章SR電動機轉矩脈動、振動分析與控制201

7.1概述201

7.2基于轉矩分配函數法的SR電動機轉矩脈動抑制201

7.2.1轉矩分配函數法概述201

7.2.2采用期望電流跟蹤的轉矩脈動控制器設計舉例205

7.2.3采用直接瞬時轉矩控制的轉矩脈動控制器設計舉例210

7.3SR電動機定子振動特性分析218

7.3.1SR電動機定子振動模態(tài)及固有頻率的有限元計算218

7.3.2SR電動機定子振動特性的機電類比分析220

7.4SR電動機定子振動抑制策略225

7.4.1SR電動機徑向力及定子振動控制的一般方法225

7.4.2兩步換相法及其實驗分析227

7.4.3兩步換相的時間間隔優(yōu)化232

第8章SR電動機直接數字控制系統(tǒng)設計舉例237

8.1概述237

8.2系統(tǒng)原理框圖238

8.3系統(tǒng)硬件設計239

8.3.1硬件結構框圖239

8.3.2位置譯碼及換相控制電路設計240

8.4系統(tǒng)軟件設計243

8.4.1換相規(guī)則的軟件設計——HSI中斷服務程序243

8.4.2速度采樣及數字濾波244

8.4.3速度環(huán)程序245

8.4.4電壓PWM方式的實現和軟起動的實現247

8.4.5改進的PI算法248

8.4.6比例因子自調整模糊控制算法的實現248

8.5系統(tǒng)運行實驗250

參考文獻253

開關磁阻電動機調速系統(tǒng)（SRD）是20世紀80年代興起的新型機電一體化交流調速系統(tǒng)，兼有傳統(tǒng)交直流傳動系統(tǒng)的優(yōu)點，結構堅固、簡單、成本低、起動轉矩大、效率高，已有正式的SRD產品，應用在牽引運輸、通用工業(yè)、航空工業(yè)、家用電器等各個領域，顯示出強大的市場競爭力。本書基于作者長期從事SRD研究和開發(fā)工作的體會，全面闡述SRD的建模、分析及其控制器、功率變換器的設計理論，力圖體現SRD非線性建模與仿真、無位置傳感器控制、轉矩脈動及振動控制、智能控制算法應用等SRD控制技術的主要進步。全書共分八章，包括導論，SR電動機建模與調速理論，SR電動機功率變換器設計基礎，反饋信號檢測，SR電動機控制系統(tǒng)設計基礎，SR電動機脈寬調壓調速系統(tǒng)設計舉例，SR電動機轉矩脈動、振動分析與控制，SR電動機直接數字控制系統(tǒng)設計舉例。本書回避繁瑣數學推導，注重物理概念，強調學術性和實用性相結合，理論聯系實際。